10
стке замыкания в первый момент имеется полное напряжение, хотя этот участок не имеет длины. Это значит, что в момент замыкания в этом месте имеется нулевое сопротивление и, следовательно, должен быть всплеск тока до бесконечно большого значения. Но ведь по законам Кирхгофа ничего подобного не может быть! Что же это за процесс, как его описать, как он вытекает из «универсальных, пригодных на все случаи жизни», уравнений Максвелла?
Помимо парадоксов, в электродинамике имеются еще и случаи, когда теория предсказывает одно, а при детальных и тщательных измерениях получаются результаты, отличающиеся от теоретических в несколько раз. Оказалось, например, что широко используемый Закон полного тока
который является следствием первого уравнения Максвелла, никогда не подвергался сомнениям и поэтому не проверялся экспериментально. Во всяком случае, в литературе не содержится сведений об его экспериментальной проверке. Поставленные же эксперименты не подтвердили строгого соответствия выполнения этого закона. Из закона вытекает, что убывание магнитной напряженности Я должно идти по гиперболическому закону:
Н1 /Н2 = r2/ r 1
где r — расстояние от центра проводника с током. А на самом деле оказалось, что такая зависимость справедлива только для малых напряженностей магнитного поля. При токах, составляющих всего десятые доли ампера, имеются существенные отклонения от этого закона, и они тем больше, чем больше ток.
Дж.К.Максвелл получил свои знаменитые уравнения электромагнитного поля в период 1856-1862 гг., а всю теорию электромагнетизма изложил в «Трактате об электричестве и магнетизме», вышедшем в свет в 1873 г.
Опираясь на эти уравнения немецкий физик Генрих Герц в 1886-1889 гг. экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал их свойства — отражение от зеркал, преломление в призмах и т. д.
11
Электромагнитные волны Герц получал с помощью изобретенного им вибратора. Это был медный стержень с металлическими шарами на концах, в разрыв которого (искровой промежуток) включалась катушка Румкорфа. Наименьший из применявшихся Герцем вибраторов имел длину 26 см, в нем возбуждались колебания с частотой порядка 5·108 Гц, что соответствует длине волны 60 см.
Герц подтвердил выводы максвелловской теории о том, что скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света, и установил тождественность основных свойств электромагнитных волн и света.
Развивая теорию Максвелла, Герц придал уравнениям Максвелла симметричную форму, которая хорошо обнаруживает полную взаимозависимость между электрическими и магнитными явлениями.
Работы Герца по электродинамике сыграли огромную роль в развитии науки и техники и обусловили возникновение беспроволочной телеграфии, радиосвязи, телевидения, радиолокации и т. д.
После опубликования работ Герца в 1888 г. русский физик А.С.Попов, преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса и Технического училища в Кронштадте, в дальнейшем директор Петербургского электротехнического института, стал изучать электромагнитные волны и создал в начале 1885 года «Прибор для обнаружения и регистрации электромагнитных колебаний».
25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества Петербурга Попов сделал научный доклад об изобретенной им системе связи без проводов и продемонстрировал работу созданной им аппаратуры. В 1897 г. он достиг дальности устойчивой связи в 5 км и предложил способ пеленгации работающего передатчика. В 1900 г. аппаратура Попова была использована во время работ по ликвидации аварии броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», а также при спасении рыбаков, унесенных в море у острова Гогланд. Здесь дальность радиосвязи уже достигла 45 км.
Дальнейшая история развития радиосвязи хорошо известна, и повторять ее нет необходимости.
Обращает на себя внимание тот факт, что полученные «на кончике пера» уравнения Максвелла получили сначала подтверждение
